二維角色造型設計研究

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運動數據在三維動畫設計制作中得到了廣泛應用，借鑒運動數據在三維動畫領域的成功經驗，將運動數據與二維動畫結合起來，是提高二維動畫制作效率的有效方法之一。由于動畫制作原理的改變，動畫制作的流程、方法等也需要與之相適應，其中受影響最大的是動畫創作中最重要的部分——角色造型設計。在動畫創作環節中，角色造型是整部作品的前提和基礎。對于傳統的動畫制作方法而言，角色造型的設計和繪制只要依據劇本的要求，刻劃和反映角色性格特點，繪制合適風格的角色造型，既可采用手繪，也可通過電腦直接繪制，并不會對角色造型設計有過多的限制和要求。但對于運動數據驅動的二維角色造型，在考慮劇本要求之外，還要符合后續運動數據對其驅動要求，因此動畫造型需依據運動數據的特點進行調整。

一、適合運動數據驅動的二維角色造型風格分析

二維動畫角色造型風格通常可以分為三個大類：寫實風格、夸張風格、擬人風格。采用傳統的動畫制作方法，對造型風格的選擇并沒有什么限制和要求，但是基于運動數據驅動動畫，對造型風格就會有一些限制，并不是所有的二維角色造型風格都適合運動數據驅動。寫實風格的動畫角色造型在結構、形態、比例、配色等各個方面，都與實際的人和物比較接近，容易引起觀眾的共鳴。在日常生活中可以看到很多寫實風格的二維動畫短片，例如地鐵車廂中的動畫，動畫中多以演示動作以及人群走動等為主，這一類寫實角色造型動作簡單、類型單一、重復性高，很適合用運動數據來驅動角色產生動畫。但并非所有寫實風格的角色造型動作都適合數據驅動，例如迪士尼動畫《花木蘭》，屬于二維寫實類風格，因其人物動作流暢復雜、轉身頻繁自然，二維動畫數據很難表達這種動作。二維運動數據驅動的二維角色動畫的不足在于角色無法靈活的轉身，動作如果變換頻繁，銜接也容易出現不流暢的問題。因此，運動數據適合驅動動作單一、重復率高、無轉身等簡單的寫實類風格角色動畫。夸張風格的動畫角色造型，通過夸張和變形的造型語言強調、突出角色某一方面特征，能夠更加形象生動地表達出動畫所要表達的內涵。這類風格的角色造型主要是身體比例的夸張、神態的夸張，以及動作的夸張。《瘋了桂寶》這部由漫畫改編的動畫，主要是角色身體比例和表情上的夸張，但是動作比較簡單，動畫時長短，這一類夸張風格的角色動畫適合用二維運動數據驅動。網頁上的通欄廣告，通常都用富有幽默感的夸張類角色造型來吸引用戶的注意力，動作都很簡單夸張，這一類夸張風格的角色造型也適合二維運動數據來驅動。與寫實風格角色造型類似，如果動作復雜，連貫性要求高的角色動作不適合運動數據驅動。擬人風格的動畫角色造型是將動畫中非人類的對象，甚至無生命的物，賦予人類所具有的特征，如外貌、行為、性格和情感等。眾所周知的《喜羊羊與灰太狼》就是將羊和狼的形象進行了擬人化，這樣的造型更能體現出小羊的機智善良和狼的懶惰兇殘。與以上兩類造型風格相似，適合運動數據驅動的擬人風格的角色造型也要求動作簡單、重復率高。在借助運動數據生成二維角色動畫的過程中，雖然對角色造型風格沒有特別限制，可根據劇本、動畫風格設計不同的角色造型，但該角色造型的動畫應具備動作簡單、動作類型單一、無大角度轉身等特點。

二、運動數據驅動的二維角色造型結構設計原則

傳統的二維動畫制作方式通常將角色造型作為一個整體，不需要考慮將角色造型分解為多個部分，而基于運動數據驅動的二維動畫，把角色造型分解為若干個組成部分是極為重要的一個環節，它作為接下來數據生成和綁定的基礎，會影響到整個角色動作的視角效果和作品的成敗。角色造型分割通常需遵循以下原則：首先進行符合動畫創意的動畫造型整體設計，然后根據該造型是利用已有運動數據驅動，還是需要新生成的運動數據驅動確定分割方法。若為前者，則造型的分割必須與已有的運動數據的骨骼相匹配；若為后者，則可以根據需要的動畫動作與骨骼的關系，進行造型分割。不同風格、不同種類的角色造型，采用不同的分割原則。寫實類角色造型其身體各部分的比例與真人接近，動作也要求類似真人動作，因此其身體結構分割后的各部分，應該與真人按關節分割出的各部分相對應，或者進行適當合并后的部分對應。所以這種類型的角色通常將其身體結構分割為16個基本單元，盡量不隱藏任何身體元件的動作。頭部、手部、腳部的動作也要體現出來，力求呈現出較為真實的動作效果。夸張類角色造型的應用極為普遍，通過放大或縮小某些部位，改變部位間的比例關系，有利于刻畫角色的個性特征，增強趣味性和視覺效果。夸張類角色造型在保持基本的頭、頸、胸、胯和四肢的基礎上，對其他部分可以進行適當的歸納、簡化，將幾個部分合并為一個部分，如圖1（a）所示，手和小臂、腳和小腿分別合并為一個元件，脖子由于沒有明顯的動作，因此可以歸并到頭部合成為一個元件。因此夸張類角色造型的結構通常按11個身體元件的原則進行分割，這樣的分割足以表達此類造型的動作特點。擬人類角色造型有種“模仿”的特質，如小熊維尼，其造型一方面具有熊的特征，另一方面有具有人的特征，兩者結合在一起給人可愛滑稽的形象，因此其造型分割可不拘泥于人體分割原則，可以按動作表達的需要進行分割。如圖1（b）的小熊維尼，上肢、下肢各分割為兩個部分，軀干和頭部各對應一個部分，脖子等其他部分不再單獨體現，這樣的設定雖然無法表達一些動作細節，但角色整體看起來形象更加可愛，動作更加流暢。通常擬人類角色造型分割成10個元件就基本能滿足需求。動物種類繁多、形態各異，對于其中的四足動物，其基本的運動形態為走、跑、跳等，其骨骼構成及其運動方式與人類有相似之處，因此，可以采用類似人體的分割方式對四足角色進行分割。但四足動物通常會多出尾巴的動作，所以四足角色造型的分割可以在寫實類角色16個元件基礎上增加尾部元件，遵循17個身體元件的分割原則。

三、運動數據驅動的二維角色造型設計方法

（一）數據驅動二維角色造型元件連接處造型的處理方法

在保證既不破壞角色造型的形態特點又遵循角色造型的結構分割原則的情況下，要對角色造型的各個身體元件進行處理。如圖2（a）所示，上臂和小臂在綁定數據后進行運動時，如果按照身體正常分割不加處理就與數據綁定，上臂和小臂在轉動時會發生裂開。因此要像圖2（b）那樣，在需要配合轉動的身體兩部分連接處加入同等大小的同心圓，在綁定數據的時候把這兩個部分的同心圓中心重疊，那么這兩個身體元件在轉動和位移的過程中就不會出現如圖2（a）的問題。

（二）數據驅動二維角色造型色彩處理方法

角色造型的色彩反映了角色的個性特征，能給觀眾帶來最直接的視覺體驗。數據驅動的角色造型顏色的上色方法與傳統上色方法雖無太大區別，但由于角色造型動作制作方式的改變，在色彩處理時也有兩個方面需要采用不同的處理方法。首先是角色各部分元件連接處的色彩處理，其次是陰影的色彩處理。相互連接的兩個元件的色彩會出現兩種情況，第一種情況為相互連接的兩個部分顏色是一致的，那么只要在其中一個部分加入一個相同顏色的同心圓即可。第二種情況如圖3（a），腳部和小腿連接處顏色不同，在這種情況下可以使用兩種色彩處理方法，第一種如①所示，把連接腳部和小腿的同心圓的顏色與小腿的顏色保持一致。第二種如②所示，把同心圓以水平直徑平均分為兩個部分，分別是小腿的顏色和腳部的顏色，這樣的方式連接兩個部分在角色運動時也不會影響動畫最終的效果，但是考慮到造型繪制的效率，使用第一種方法更為便捷。在二維動畫中，光影效果的使用豐富了整體畫面的構成，起到渲染故事氣氛、烘托故事情節的作用。角色形象要融入畫面之中就必須添加合理的光影效果，用運動數據驅動的角色形象，其光影效果添加也需要遵循一定的設計原則。在傳統動畫制作過程中，角色形象形體上的光影變化可以隨時進行手工調整，而運動數據驅動的角色造型，在動作生成中無法對造型進行修改。因此，在造型設計階段就要考慮到光影的處理。如圖3（b）為正確的陰影添加示意圖，若按圖3（c）所示的錯誤陰影添加方法，在靜止狀態下這樣的陰影添加方式看似很合理，一旦角色開始做動作的時候，這兩個顏色就會錯開，嚴重影響動畫的最終效果。

（三）數據驅動二維角色造型裝飾性語言處理方法

根據動畫風格的特點和動畫情節的推進，增加或者改變造型身上的道具和裝飾，可使畫面效果更豐富、更生動。但是基于角色動作制作方式的不同，在給角色添加裝飾和道具的時候更要考慮到角色動起來的效果，如果裝飾添加的方法不正確，就會帶來適得其反的效果。圖4（a）是未經過調整的符合傳統動畫制作方法繪制的角色造型，角色袖子上有衣紋，胸前有蝴蝶結，有肩帶等裝飾性元素，用傳統動畫制作方式，在角色運動時這些裝飾不會對動作效果造成影響，因為在動作繪制的過程中動畫師可以隨著動作的變化對這些元素進行相應的調整，但對于運動數據驅動的角色形象就會出現問題，例如圖4中②袖子上的衣褶、③女孩裙子的結構和花紋、⑤腰部的蝴蝶結裝飾，這種貫穿兩個身體元件的裝飾元素都不適合出現在數據驅動的角色造型上。如圖4（b）是經過調整的適合運動數據驅動的角色造型，在保留原有造型的基本特征的情況下綁定數據，角色在運動過程中就會保持非常良好的動作效果，圖4（c）是綁定運動數據后角色運動時的截圖。

四、結語

新的技術手段在動畫創作領域的應用，可以豐富動畫形式、提高動畫創作效率，也會帶來動畫創作流程各環節的變化。基于運動數據驅動的動畫生成方法，無法照搬傳統的動畫制作流程和造型方法，需要有與之相適應的動畫造型方法。因此，本文針對運動數據驅動二維角色生產動畫的特點，研究并提出運動數據驅動二維角色造型的設計原則和設計方法，將有助于推動運動數據在二維動畫創作中的應用。

作者:吳偉和 張文麗 朱琳 單位:北京工業大學 藝術設計學院